[发明专利]一种双模式传感器阵列及其区分识别肼和有机胺的应用

说明书

本发明公开了一种双模式传感器阵列及其区分识别肼和有机胺的应用，其中双模式传感器阵列所涉及的荧光化合物为二氰基乙烯基功能化寡聚噻吩衍生物和锌卟啉衍生物。将两类荧光化合物和二者的混合物溶液分别滴涂于硅胶板上，即得到一种比率型紫外可见和荧光双模式传感器阵列；基于吸收和荧光发射峰强度的复合变化带来输出颜色和信号的改变，实现对目标分析物的特异选择性识别。在滴加分析物前后，双模式传感器阵列在日光灯下和紫外灯下的颜色变化均非常显著，消弱了环境因素的干扰，结果精准；同时响应速度快，操作简单，显示出对肼、脂肪胺和苯胺类目标分析物溶液较强的灵敏检测和区分识别能力，拥有较大的发展潜力和应用价值。

技术领域

本发明属于小分子荧光传感技术领域，具体涉及一种双模式传感器阵列和基于其的传感应用。

背景技术

肼和有机胺类化合物是合成许多农药和医药的重要化工原料，同时也是重要的环境污染物和高毒性生化试剂，具有致癌、致畸、致突变的“三致效应”。因此发展针对肼和有机胺的高效检测方法对于化工生产和环境保护都具有十分重要的现实意义。常见的检测肼和有机胺的方法有色谱法、分光光度法、电化学法、滴定法等，这些方法普遍存在灵敏度低、选择性不高、仪器昂贵或操作过程复杂等问题，难以推广使用。荧光光谱法，特别是基于敏感材料的比率型荧光方法具有灵敏度高、重复性好、无放射性、不需要参比物质、基本不受外场干扰等诸多优势。目前文献报道的许多识别肼和有机胺的荧光探针多为单一检测肼或有机胺，具有双重检测区分能力的高性能荧光探针较少。也就是说，大多数荧光探针遇到肼或有机胺时，表现为在同一波长处产生荧光信号的增强或减弱变化，不能定性地将二者进行区分，还需要借助其它辅助手段进行识别。因此在多功能探针设计过程中，比率型荧光探针与肼或有机胺发生反应，产生的显著差异性变化对不同分析物的区分识别能力至关重要。近些年来，开发具有优异综合性能的共轭小分子荧光化合物成为传感器领域的研究热点之一。

基于给电子基团和受电子基团构建的D-π-A型共轭有机小分子由于其结构丰富、可设计性强、溶液可加工等特点近年来受到科研工作者的广泛关注。D-π-A型共轭有机小分子在基态时偶极矩较小，当分子受到能量激发后，小分子内部的给电子基团和受电子基团间会发生电子的推拉作用与电荷分离，使得分子在激发态时的偶极矩大于基态，利于小分子的荧光发射。在该类结构中有效的分子内电荷分离可有效降低材料的光学能隙，同时可对目标材料的HOMO和LUMO能级进行有效调节，扩大分子材料的光谱吸收范围和吸收效率，这些特点使得D-π-A型有机小分子作为新型材料在光电领域具有重要的研究价值和发展前景。寡聚噻吩是一种极其重要的富电子有机合成中间体，而且其衍生物结构新颖，具有独特的光电活性，常被作为功能性有机给电子基团或共轭桥连基团进行研究，在光电材料、液晶材料的制备方面有广泛应用，品种和数量正快速增长。作为一类比较典型的具有荧光行为的聚合物，随着聚合度的增大，寡聚噻吩的吸收和荧光发射峰均向长波方向移动，Stokes位移和量子产率也逐渐增大，能隙逐渐减小。由于寡聚噻吩及其衍生物具有高的荧光量子产率而在荧光化学传感器中被经常用做荧光基团，在已发展的许多基于寡聚噻吩及其衍生物光化学生物传感器中，通过检测寡聚噻吩具有的荧光特性变化实现对很多阴离子、阳离子污染物的检测。在结构改造方面，可以利用其α-H或β-H的活性将寡聚噻吩进行相应的功能衍生，通过调整末端修饰基团改善分子的共平面性能，从而改善分子间π-π堆积作用，扩大分子在固态时的吸收效率。二氰基乙烯基作为具有平面构型的拉电子基团在传感和光电应用中被广泛用作助色基团，可使目标化合物发生显著红移。因此基于偶联反应，可以采用稠环封端寡聚噻吩作为给电子基团，二氰基乙烯基为端基强吸电子基团，构建一系列D-π-A型有机小分子，随着给电子基团的给电子能力增强，小分子的吸收和荧光发射波长均向长波方向移动，斯托克斯位移变大，其分子的HOMO能级升高，LUMO能级降低，相应能隙值变小，空气中的稳定性增强，均能说明给体单元能够有效改善分子的光电性质。同时二氰基乙烯基具有良好的反应活性，电子亲和势高，能够作为识别基团与多种敏感分析物反应而产生比率型光谱变化，是一类很好的反应性功能基团。

发明内容

本发明的目的是针对上述现有技术中存在的区分识别问题，提供一种双模式传感器阵列，并为该传感器阵列提供一种新的应用。